内容正文:
第1节 压强(第2课时)
课程标准(2022年版)
本节要点
2.2.7 知道增大和减小压强的方法,并了解其在生产生活中的应用.
1.了解增大和减小压强的主要方法.(重点)
2.掌握压强的计算公式.会运用变形公式进行压强的相关计算.(难点)
基础练习
增大、减小压强的方法
1.如图所示的应用中,为了减小压强的是(B )
A.逃生锤的头很尖 B.载重车装有很多车轮
C.盲道上有凸起 D.吸管的一端剪成斜口
2.下列各选项中物理原理不同于其他三项的是(B )
A.楼房的地基做宽些 B.菜刀磨得很锋利
C.铁路上铺枕木 D.俯卧在冰上爬行
小结
1.确定研究对象,分析压力和受力面积的变化,根据公式p=分析压强的变化:
(1)F一定时,S越小,p越大;S越大,p越小.
(2)S一定时,F越小,p越小;F越大,p越大.
2.减小压强的典型例子:拖拉机和坦克的履带、铁轨下铺枕木、宽大的书包带、房屋的地基、螺丝下的垫圈、重型卡车装有很多车轮等.
3.增大压强的典型例子:注射器针头和破窗锤的头很尖,刀、斧和冰刀的刀口锋利等.
压强的综合应用
1.一块砖平放和竖放在水平地面上时,其受力面积之比为4∶1,则平放和竖放时,对地面的压力之比为1∶1,压强之比为1∶4.
2.如图所示,甲、乙两个质地均匀的正方体放在水平地面上,它们的棱长之比l甲∶l乙=2∶3,质量之比m甲∶m乙=4∶1,则它们的底面积之比S甲∶S乙=4∶9;对地面的压力之比F甲∶F乙=4∶1,对地面的压强之比p甲∶p乙=9∶1.
3.如图所示,一块长方体砖块竖直放在水平地面上时,对地面的压力为F1,压强为p1;当把同样的三块砖扎在一起,还是竖直放在水平地面上,对地面的压力为F2,压强为p2,则它们之间的关系正确的是(C )
A.F1>F2,p1>p2
B.F1=F2,p1=p2
C.F1<F2,p1=p2
D.F1=F2,p1<p2
砖块放在水平地面上时,对地面的压力等于其自身的重力;运用压强公式p=时,考虑压强变化既要关注压力的变化也要关注受力面积的变化.当把同样的三块砖扎在一起,压力变为原来的3倍,受力面积也变为原来的3倍,所以压强不变.
4.将一个均匀正方体放在水平地面上,如图所示.若沿虚线切开拿走上面的一半,则正方体的密度、正方体对桌面的压力及压强的变化情况是(C )
A.密度不变,压力减小,压强不变
B.密度变小,压力减小,压强减小
C.密度不变,压力减小,压强减小
D.密度不变,压力不变,压强不变
5.如图所示,两轮电动平衡车越来越受到人们的喜爱,质量为40 kg的小红驾驶平衡车在平直的路面上匀速行驶,每只车轮与地面的接触面积为20 cm2,已知平衡车的质量为10 kg,平衡车受到的阻力为总重的0.1倍,g取10 N/kg.
(1)求平衡车的重力;
解:(1)平衡车的重力G车=m车g=10 kg×10 N/kg=100 N
答:(1)平衡车的重力为100 N;
(2)求小红驾驶平衡车匀速行驶时,平衡车的牵引力;
(3)求小红驾驶平衡车匀速行驶时,对地面的压强;
(4)为了使平衡车对地面的压强不超过2.5×105 Pa,则驾驶人的最大重力是多少?
(4)最大压力F'=p'S=2.5×105 Pa×2×20×10-4 m2=1 000 N
驾驶人的最大重力Gmax=1 000 N-100 N=900 N
(4) 答:驾驶人的最大重力为900 N.
6.如图为某型号电动自行车,它的主要技术参数如表所示.若一个质量为75 kg的人骑着该车在水平路面上匀速行驶,此时电动自行车对地面的压强为1×105 Pa.(g取10 N/kg)求:
(1)人骑着该车在水平路面上行驶时对水平路面的压力;
解:(1)人和车的总重力
G=m总g=(75 kg+25 kg)×10 N/kg=1 000 N
(2)行驶过程中每个轮胎与地面的接触面积.
强化训练
1.(2023·徐州)下列实例中,属于减小压强的是(B )
A.篆刻刀的锋利刀口 B.骆驼的宽大脚掌
C.注射器的尖锐针头 D.压路机质量很大的碾子
2.(2023·乐山)太极拳是国家级非物质文化遗产.一位太极拳爱好者在打拳过程中出现如图甲、乙所示的两种站姿,在保持这两种姿态静止时,他对地面的压力和压强分别为F甲和F乙、p甲和p乙,则下列关系正确的是(C )
A.F甲>F乙,p甲>p乙 B.F甲>F乙,p甲<p乙
C.F甲=F乙,p甲>p乙 D.F甲=F乙,p甲<p乙
3. [科学思维]如图所示,木板重12 N,现将其底面积的三分之二与水平桌面接触且静止时,木板对桌面的压力为12N;在水平外力作用下推动木板缓慢向左运动,直至木板全部移到桌面,在这个过程中,木板对桌面的压强变小,木板所受摩擦力的大小不变.(后两空选填“变大”“变小”或“不变”)
4.如图所示,A、B两个正方体物块叠放在一起置于水平地面上,A重160 N,其棱长是0.2 m,B重20 N,其棱长是0.1 m,g取10 N/kg.求:
(1)A对B的压强;
(2)B对水平地面的压强.
5.(2023·广州白云区期中)共享单车打通了绿色出行的“最后一公里”.某品牌共享单车如图所示,它的质量为20 kg,车胎着地总面积为50 cm2.单车支架的着地面积、车胎受力形变等因素忽略不计.(g取10 N/kg)求:
(1)该单车在水平地面上静止时对地面的压强;
(2)某同学在水平地面上骑行单车时,单车对地面的压强是1.6×105 Pa,该同学的质量.
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